2019届山东省烟台市高三二模物理试卷（解析版）

2019年山东省烟台市高考物理二模试卷
一、本题共8小题，每小题6分．在每小题给出的四个选项中第14～18题，只有一项符合题目要求，第19～21题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分
1.下列说法正确的是（　　）
A. 大量处于n＝5能级的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中能辐射20种不同频率的电磁波
B. 爱因斯坦提出质能方程E＝mc2，其中E是物体以光速c运动时的动能
C. →+是钍核（）的β衰变方程，衰变过程会伴随着γ射线产生
D. 高速运动α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，其核反应方程为
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据＝10可知，一群处于n＝5能级态的氢原子，自发向低能级跃迁的过程中最多能够辐射10种不同频率的电磁波。故A不符合题意；
B.根据质能方程的意义可知，在质能方程E＝mc2中，其中E是质量为m的物体对应的能量值，不是以光速c运动时的动能。故B不符合题意；
C.根据质量数守恒、电荷数守恒以及核反应的特点可知，→+是钍核（）的β衰变方程，衰变过程会伴随着γ射线产生。故C符合题意；
D.高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，其核反应方程为．故D不符合题意。
2.2013年6月11日，航天员王亚平、聂海胜、张晓光三人乘坐由长征二号F遥十火箭搭载神州十号载人飞船进入太空，2013年6月20日，王亚平在“天宫一号”成功进行首次太空授课，成为我国首位“太空教师”。2013年6月2日，神舟十号载人飞船返回舱顺利着陆。在火箭发射与飞船回收的过程中，航天员们经受了超重与失重的考验，下列说法正确的是（　　）
A. 火箭加速上升时，宇航员们处于失重状态
B. 飞船加速下降时，宇航员们处于超重状态
C. 飞船落地前减速下降阶段，宇航员对座椅的压力大于其重力
D. 火箭加速上升阶段的加速度逐渐减小，宇航员对座椅的压力小于其重力
【答案】C
【解析】
【详解】A.火箭加速上升时，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，故A不符合题意；
B.飞船加速下降时，加速度方向向下，宇航员处于失重状态，故B不符合题意；
C.飞船在落地前减速下降，加速度方向向上，宇航员处于超重状态，宇航员对座椅的压力大于其重力，故C符合题意；
D.火箭上升的加速度逐渐减小时，加速度方向向上，宇航员对座椅的压力大于其重力，宇航员处于超重状态，故D不符合题意；
3.如图所示，一根轻绳的一端固定在天花板上的O点，另一端悬挂一个质量为m的小球，小球半径忽略不计。开始时轻绳保持竖直，现用一光滑细杆的右端P点与轻绳接触，保持细杆水平向右缓慢推动轻绳，使P点移动了一小段距离，则在此过程中（　　）

A. 轻绳OP段的拉力越来越大
B. 轻绳OP段的拉力先变大后变小
C. 轻绳对杆的作用力保持不变
D. 轻绳对杆的作用力越来越大
【答案】D
【解析】
【详解】AB.以小球为研究对象，绳子拉力始终等于小球的重力，轻绳OP段的拉力保持不变，故AB不符合题意；
CD.两段绳子的拉力大小不变，夹角逐渐减小，根据平行四边形法则可知，两个分力不变，夹角减小时合力增大，可知轻绳对杆的作用力越来大，故C不符合题意、D符合题意。
4.北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，目前有32颗正常运行。其中地球静止轨道卫星（GEO）5颗，定点位置为东经58.75°、80°、110.5°、140°、160°的赤道上空；倾斜地球同步卫星（IGSO）7颗，均在倾角55°的轨道面上；中地球轨道卫星（MEO）20颗，运行在3个倾角为55°的轨道面上。如图所示是一颗地球静止轨道卫星A、一颗倾斜地球同步卫星B和一颗中地球轨道卫星C的轨道立体对比示意图，其中卫星B、C的轨道共面，它们都绕地球做匀速圆周运动。已知卫星C的离地高度为h，地球自转周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度g，万有引力常量为G，下列判断正确的是（　　）

A. 地球静止轨道卫星A的离地高度为
B. 中地球轨道卫星C的周期为
C. 卫星C所受的向心力大于卫星B所受的向心力
D. 卫星C的线速度小于卫星B的线速度
【答案】A
【解析】
【详解】地面上的物体，重力近似等于万有引力，由牛顿第二定律：
mg＝G
解得：
GM＝gR2
A.对地球静止轨道卫星A，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律：

解得A离地面的高度为：

故A符合题意。
B.对卫星C，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律：

解得：

故B不符合题意。
C.对B和卫星C，由万有引力公式：F＝，C卫星的半径小于B卫星的半径，但两颗卫星的质量未知，所以不能确定向心力大小，故C不符合题意。
D.由v＝知，r越小，v越大，因为卫星C的运动半径小于卫星B的运动半径，所以卫星C的线速度大于卫星B的线速度，故D不符合题意。
5.如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给一个电阻R供电，如果将原、副线圈增加相同匝数，其它条件不变，则

A. 电阻R的功率变大
B. 电阻R的功率变小
C. 原、副线圈两段电压的比值不变
D. 通过原、副线圈电流的比值不变
【答案】A
【解析】
试题分析：因变压器为降压变压器，原线圈匝数大于副线圈匝数；而当同时增大相同匝数时，匝数之比一定变小；再根据变压器原理进行分析即可．
因为是降压变压器，所以，假分数分子分母同时加相同的数得到的新分数将变小，根据，可得原副线圈两端的电压比减小，原线圈两端的电压不变，故副线圈两端的电压增大，故副线圈中的电流增大，根据可得电阻的功率增大，A正确BC错误；根据可得通过原、副线圈电流的比值变大，D错误；
【点睛】要注意明确电压之比等于匝数之比；而电流之比等于匝数的反比；同时还要注意数学知识的正确应用．
6.如图所示，在∠MON以外区域存在着范围足够大的匀强磁场，∠MON＝60°，磁场方向垂直纸面向里、磁感应强度大小为B．在OM边上取一点P，使得OP长度为a质量为m、电荷量为q的带负电粒子（重力不计）以速度v0＝从PO的中点垂直于该边界射入磁场，从此刻开始计时，在以后的运动过程中，以下说法中正确的是（　　）

A. 粒子会经过P点
B. 粒子会经过O点
C. 粒子在磁场区域飞行的总时间为
D. 粒子在磁场区域飞行的总时间为
【答案】AC
【解析】
【详解】由题知，速度v0＝，根据洛伦兹力提供向心力可得：
qv0B＝
解得轨迹半径：
R＝
粒子运动轨迹如图所示：

A.根据几何关系可得O为粒子做圆周运动的圆心，粒子经过C点时速度方向向上，解得粒子经过OM边界时距离O点的距离
d＝＝a
即粒子经过P点，故A正确；
B.根据以上分析可知，粒子不可能经过O点，故B错误；
CD.粒子经过P点后继续在磁场中做圆周运动，根据几何关系可得粒子再次经过OM边界离开磁场后不再进入磁场，根据几何关系可得粒子在磁场中运动的角度为

则运动的时间
t＝
故C正确，D错误。
7.如图甲所示，一轻质弹簧的两端分别与质量是m1、m2的A、B两物块相连，它们静止在光滑水平面上，两物块质量之比m1：m2＝2：3．现给物块A一个水平向右的初速度v0并从此时刻开始计时，两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示，下列说法正确的（　　）

A. t1时刻弹簧长度最短，t2时刻弹簧长度最长
B t2时刻弹簧处于伸长状态
C. v2＝0.8v0
D. v3＝0.5v0
【答案】AC
【解析】
【详解】AB.从图象可以看出，从0到t1的过程中，m1的速度比m2的大，弹簧被压缩，t1时刻两物块达到共同速度，此后，m1的速度比m2的小，两者间距增大，弹簧的压缩量减小，所以t1时刻弹簧长度最短，t2时刻m2的速度最大，此后m2的速度减小，弹簧被拉伸，则t2时刻弹簧恢复原长，t3时刻两滑块速度相等，此时弹簧最长，故A符合题意，B不符合题意；
C.两滑块组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
m1v0＝﹣m1v1+m2v2
t2时刻弹簧恢复原长，弹簧弹性势能为零，系统机械能守恒，由机械能守恒定律得：

解得：
v2＝0.8v0
故C不符合题意；
D.两滑块组成的系统动量守恒，以向右为正方向，由动量守恒定律得：
m1v0＝（m1+m2）v3
解得：
v3＝0.4v0
故D不符合题意；
8.光滑的水平绝缘导轨处于一个平行于导轨的电场之中，沿导轨建立如图所示的直线坐标系，若沿+x方向的电势与坐标值x的函数关系满足φ＝（V），由此作出φ﹣x图象，图中虚线AB为图线在x＝0.15m处的切线。现将一个小滑块P从x＝0.1m处由静止释放，若滑块P质量为m＝0.1kg，所带电荷量为q＝+1×10﹣7C．则下列说法正确的是（　　）

A. x＝0.15m和x＝0.3m两点间的电势差为1.5×106V
B. 滑块P在x＝0.15m处的加速度为20m/s2
C. 滑块P在x＝0.3m处的速度为m/s
D. 滑块P的加速度先变小后变大
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.由图象可得：，，则

故A符合题意；
B.电势φ与位移x图线的斜率表示电场强度，则x＝0.15m处的场强：

此时的电场力
F＝qE＝2.0×10﹣7×1×10﹣7N＝2N
由牛顿第二定律得滑块在x＝0.15m处的加速度大小为

故B符合题意；
C.滑块在0.3m处速度为v，由动能定理得qU＝，代入数据解得：v＝，故C符合题意；
D.电势φ与位移x图线的斜率表示电场强度可知斜率逐渐减小，故电场强度逐渐减小，则滑块P的加速度一直减小，故D不符合题意；
二、非选择题：本卷包括必考题和选考题两部分．第22题～第32题为必考题，每个试题考生都必须作答．第33题～第38题为选考题，考生根据要求作答．
9.某同学设计了一个可以测量圆盘转动角速度的实验，装置如图甲所示，铁架台上安装一个有一定厚度的圆盘，圆盘可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动，圆盘上缠绕着纸带。把打点计时器固定在铁架台上靠近圆盘下方的位置，使其两限位孔位于同一竖直线上，将圆盘上纸带的自由端穿过打点计时器的限位孔，通过铁夹把一重物悬挂在纸带的自由端，重物靠近打点计时器，当释放重物使其向下加速运动时，可以带动纸带使圆盘绕轴转动。实验前先用游标卡尺测得圆盘的直径如图乙所示，实验时，将打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上，接通电源，打点计时器开始打点，由静止释放重物使其拖着纸带向下运动，并且带动圆盘加速转动，得到一条纸带，取A、B、C、D、E、F六个计数点，相邻两计数点间有四个点未画出，用米尺测量各计数点之间的距离如图丙所示。已知圆盘与纸带间没有相对滑动，纸带厚度不计。

（1）圆盘的直径为_____cm。
（2）重物运动的加速度大小为_____m/s2；打下计数点D时，圆盘转动的角速_____rad/s（结果均保留两位有效数字）
【答案】 (1). 6.000 (2). 0.80 (3). 18
【解析】
【详解】（1）[1]游标卡尺主尺部分读数为60mm，小数部分为零，由于精确度为0.05mm，故需读到0.001cm处，故读数为6.000 cm；
（2）[2]由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻计数点间的时间间隔
T＝0.1s
根据匀变速直线运动的推论公式△x＝aT2可以求出加速度的大小，得：
a＝≈0.80m/s2
[3]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上D点时小车的瞬时速度大小。得：
vD＝＝0.539m/s
圆盘的直径是6.000cm，故半径为3.000cm。
ω＝≈18rad/s
10.两位同学在实验室中利用如图I所示的电路测量定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r，图中a、b、c分别代表三只电表，它们当中有两只电压表和一只电流表，调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时，甲同学记录的是电流表A和一只电压表V1的测量数据，乙同学记录的是电流表A和另一只电压表V2的测量数据，并根据数据描绘了如图Ⅱ所示的两条U﹣I图线。回答下列问题：

（1）图I中a代表_____，b代表_____（选填三只电表符号“A”、“V1”或“V2”）
（2）实验中采用下列哪一滑动变阻器效果较好_____。
A.10Ω，0.2A
B.10Ω1A
C.1kΩ，200mA
D.2kΩ，2A
（3）根据图Ⅱ，可以求出定值电阻的阻值R＝_____Ω，电源电动势E＝_____V，内电阻r＝_____。
【答案】 (1). A (2). V2 (3). B (4). 3 (5). 1.5 (6). 1Ω
【解析】
【详解】（1）[1][2]由电路图可知，b串联在电路中，a为电流表A；由图象可知，电流表A的读数增大时，图线甲表示的电压增大，则c是电压表V1，则b是电压表V2。
（2）（3）[3][4][5]由图象可知，图象甲是定值电阻R0的U﹣I图象，由图象可知：
R0＝＝3Ω
图象乙随电流的增大而减小，图象甲是电源的U﹣I图象，由图线甲可知，电源的电动势为：
E＝1.50V
图象斜率的绝对值为：
k＝＝1.0
即电源的内阻为：r＝1.0Ω。
由图甲所示图象可知，当电路电流为0.1A时，电路总电阻为：
R＝＝15Ω，
此时滑动变阻器接入电路的阻值为：
R滑＝R﹣R0﹣r＝15Ω﹣3Ω﹣1Ω＝11Ω，
为保护电路安全，方便实验操作，滑动变阻器应选B。
11.如图所示，光滑的半圆形轨道OA和AB位于竖直面内，它们的半径分别为r＝0.3m和R＝0.4m，两轨道相切于最高点A，半圆形轨道AB与水平轨道BC相切于最低点B，轨道BC的长度可以调节，轨道BC的右端与一倾角为45°的斜面CD相连，C点离地的高度为h＝3.2m。现用弹簧装置将一小滑块（可视为质点）从半圆形轨道OA的最低点O弹出，小滑块在运动过程中恰好不脱离圆弧轨道OAB，滑块与BC段的动摩擦因数为μ＝0.4．g取10m/s2。

（1）求小滑块从O点弹出时的速度大小；
（2）改变水平轨道BC的长度，使小滑块能够落在斜面CD上，求轨道BC的长度范围。
【答案】（1）m/s（2）m≤x≤m
【解析】
【详解】（1）设滑块从O点弹出时的速度大小为v0，
在最高点A由牛顿第二定律得：
mg＝m
从O到A的过程由动能定理得：
﹣mg•2r＝﹣
联立解得：
v0＝m/s
（2）设离开C的速度为v时恰好落在D点，此时BC的长度最短为x1，由平抛运动的规律得：
水平方向：h＝vt
竖直方向：h＝
联立解得：v＝4m/s
从O到C的过程由动能定理得：
mg（2R﹣2r）﹣μmgx1＝﹣
解得：
x1＝m
到C点的速度恰好为零时对应的BC长度最长为x2，从O到C的过程由动能定理得：
mg（2R﹣2r）﹣μmgx2＝0﹣
解得：
x2＝m
所以轨道BC的长度范围为：m≤x≤m
答：（1）m/s（2）m≤x≤m
12.如图所示，半径为r的圆弧金属导轨P1P2和Q1Q2位于竖直平面内，它们分别与位于水平面内的金属导轨P2P3和Q2Q3相切于P2、Q2两点，导轨P1P2P3和Q1Q2Q3间距为L，上端P1、Q1用阻值为R的电阻连接，整个装置固定，导轨所在空间存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。一质量为m的金属杆MN从导轨上端P1Q1处由静止释放，滑至圆弧导轨最低端P2Q2处的速度为v0，然后在水平导轨上运动直至停止。运动过程中杆MN始终垂直于导轨并与导轨保持良好接触，不计导轨和杆MN的电阻，不计一切摩擦。

（1）求杆MN从开始运动到停止的过程中，电阻R上产生的焦耳热；
（2）求杆MN从开始运动到停止的过程中，通过电阻R上的电荷量；
（3）设杆MN停止的位置到P2Q2的距离为s（未知），求杆MN运动到距P2Q2的距离为ns（0＜n＜1）时，电阻R上的热功率。
【答案】（1）mgr（2）（3）
【解析】
【详解】（1）杆MN从开始运动到停止的过程中，根据功能关系可得电阻R上产生的焦耳热为：
Q＝mgr
（2）金属杆滑至圆弧导轨最低端P2Q2处过程中通过R的电荷量为q1，则：
q1＝
水平轨道上运动过程中，根据动量定理可得：
﹣BILt2＝0﹣mv0
此过程中通过R的电荷量为：q2＝It2，
解得：
q2＝
故通过电阻R上的电荷量为：
q＝q1+q2＝
（3）逆向思维，假设杆从距离P2Q2距离为s处开始反向加速到距离P2Q2距离为ns处时的速度为v，则反向加速距离为：
x＝（1﹣n）s
根据动量定理可得：
BILt＝mv
即＝mv，而
t＝x＝（1﹣n）s
解得：
v＝
根据功率的计算公式可得，杆MN运动到距P2Q2的距离为ns（0＜n＜1）时，电阻R上的热功率为：
P＝＝
答：（1）mgr（2）（3）
13.下列说法正确的是（　　）
A. 物体温度升高，组成物体的每个分子的动能都一定增大
B. 一定质量的单晶体在熔化过程中分子势能一定增大
C. 相对湿度是指大气中水蒸气的实际压强与同温度下水蒸气的饱和气压的比值
D. 在完全失重的情况下，密闭容器内的压强为零
E. 电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递
【答案】BCE
【解析】
【详解】A.物体温度升高，分子平均动能增大，分子动能大的数目增多，分子动能小的数目减小，但并非组成物体的每个分子的动能都一定增大，故A不符合题意。
B.一定质量的单晶体在熔化过程中，温度不变，分子的平均动能不变，熔化过程中吸收的热量转化为分子势能，所以分子势能一定增大，故B符合题意。
C.相对湿度是指大气中水蒸气的实际压强与同温度下水蒸气的饱和气压的比值，故C符合题意。
D.密闭容器内的气体压强和重力无关，在完全失重的情况下，密闭容器内的压强不变，故D不符合题意。
E.电冰箱的工作过程表明，热量可以从低温物体向高温物体传递，但会引起一些其它变化，例如，电流做功。故E符合题意。
14.如图所示，上端开口带有卡环、内壁光滑的绝热容器内有两个厚度不计的活塞封闭了上、下两部分气体，其中小活塞导热性能良好，质量m1＝1kg，大活塞绝热，质量m2＝2kg，两活塞密封性均良好。细管道横截面积S1＝1cm2，粗管道横截面积S2＝2cm2，下部分气体中有电阻丝可以通电对封闭气进行加热。若下部分封闭气体初始温度为300K，此时各部分气体和管道长度h1＝h2＝h3＝h4＝10cm。已知大气压强P0＝1×105Pa，外界环境温度保持不变，重力加速度g取10m/s2，现对电阻丝通电缓慢升高气体温度，求当大活塞刚好移至粗细管道交接处时，下部分封闭气体的温度。

【答案】800K
【解析】
【详解】对上部分气体，初态：
P1＝P0+＝2×105Pa
体积为：
V1＝h2S1+h3S2＝30cm3
末态：
V2＝（h1+h2）S1＝20cm3
由玻意耳定律得：P1V1＝P2V2代入数据解得：
P2＝3×105Pa
对下部分气体，初态对大活塞受力分析根据平衡得：
体积
V3＝h4S2＝20cm3
温度T3＝300K末态：

体积
V4＝（h3+h4）S2＝40cm3
根据理想气体状态方程得：，代入数据解得：
T4＝800K
答：下部分封闭气体的温度800K。
15.以下说法中正确的是 （　　）
A. 若把同一个单摆由地球搬到月球，则单摆的摆动周期会变长
B. 当物体做受迫振动时，如果增大驱动力的频率，则物体做受迫振动的振幅会减小
C. “美人鱼”在水下表演节目时，她们在水中听到的音乐与在岸上听到的一致，说明声波从一种介质进入另一种介质频率不变
D. 两列机械波相遇时，在相遇的区域一定会出现稳定的干涉现象
E. 照相机、望远镜的镜头表面上镀有一层透光的膜，镀膜镜头看起来是有颜色的是因为光的干涉造成的
【答案】ACE
【解析】
【详解】A.根据单摆的周期公式：T＝，由于月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，所以把同一个单摆由地球搬到月球，则单摆的摆动周期会变长。故A符合题意；
B.由于不知道物体的固有频率与驱动力的频率的关系，所以增大驱动力的频率，物体做受迫振动的振幅不一定会减小。故B不符合题意；
C.声波从一种介质进入另一种介质频率不变，所以“美人鱼”在水下表演节目时，她们在水中听到的音乐与在岸上听到的一致。故C符合题意；
D.波发生干涉的条件是两列波的频率相同，所以两列机械波相遇时，在相遇的区域不一定会出现稳定的干涉现象。故D不符合题意；
E.照相机、望远镜的镜头表面镀了一层透光的膜，可以增大某种光的透射强度，这是利用了光的干涉现象，同时镀膜镜头看起来是有颜色的是因为光的干涉造成的。故E符合题意。
16.如图所示为某种材质制定的特殊形状的玻璃体的横截面，横截面由一个等腰三角形和一个圆形构成，等腰三角形的直角边和圆形的半径相同，均为R．宽度为R的平行单色光垂直于AB边射入玻璃砖，恰好没有光线从AC边射出。已知光在真空中的传播速度为c。求：

（i）光线在直角三棱镜中的传播时间；
（ii）若要让所有光线都不能从玻璃砖的CD边射出，要用不透明吸光材料挡住CD弧部分长度，求吸光材料所挡住的那部分长度l。
【答案】（i）（ii）
【解析】
【详解】（i）据题意可知：光在AC边恰好发生全反射，则临界角C＝45°，依据sinC＝，代入数据可得：
n＝
光在玻璃砖中的传播速度：v＝，根据几何光学可知，光在直角三棱镜中传播距离：x＝R，光在直角三棱镜中传播时间：t＝解得：
t＝
（ii）光线垂直射入圆形玻璃砖内CD边上可能发生全反射，设光在E点恰好发生全反射如图所示。据几何关系：
∠PEB＝C＝45°
有光线射出区域为ED弧，所以对应的圆心角为：∠EBD＝45°，所以有光线射出区域的弧长为：
s＝
所以吸光材料所挡住的那部分长度
l＝s＝

答：（i）光线在直角三棱镜中的传播时间为（ii）吸光材料所挡住的那部分长度为。